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아조벤젠의 초고속 광이성화 반응기구

전문가 제언: ○ 아조벤젠은 광조사에 의해 시스-트랜스 이성화 반응이 유기되는데 이러한 현상을 이용하여 광메모리 디바이스, 광스위치 등으로 활용되고 있어 산업적으로 매우 중요한 물질이나 아조벤젠분자의 이성화 반응기구에 대해서는 밝혀지지 않은 점이 많다.

○ 아조벤젠의 광이성화는 1피코초(ps)의 아주 짧은 시간에 진행하는 초고속 반응이기 때문에 연구가 용이하지 않으나, 1990년 후반부터 시간분해 분광분석법의 발달에 따라 이 초고속 반응에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

○ 아조벤젠의 광이성화에 관련해서 질소 2중 결합을 발색단으로 하는 흡수대가 광조사에 의해 두 가지 전자천이에 의한 광흡수로 트랜스-아조벤젠에서 시스-아조벤젠으로의 광 이성화가 진행된다.

○ 이에 대한 기구로서, 일반적으로 스틸벤 등의 올레핀류의 광이성화에서 나타나는 2중 결합의 단일결합으로의 전환으로 가능해지는 N-N 결합 주위의 회전에 의한 회전이성화 기구가 제안되었으나 두 개의 벤젠고리를 연결하는 NN 결합주위의 회전운동이 허용되지 않은 아조벤젠 유도체에서도 광이성화가 진행됨이 밝혀진 이래 아조벤젠의 이성화반응은 결합주위의 회전운동 이외의 다른 이성화 경로가 존재한다는 의견이 제시되었다.

○ 본고의 필자들도 펨토초, 피코초 영역의 흡수, 형광, 라만분광 등을 이용하여 트랜스-아조벤젠의 광이성화 반응기구와 그 배경이 되는 에너지 완화에 관련된 동력학을 종합적으로 연구하여 그 결과 광이성화 경로는 여기상태의 여기수준에 관계없이 평면형 분자구조를 가진 최저여기상태로의 전자완화가 일어난 후 이로부터 최종생성물인 시스체로의 이성화가 진행되는 매우 흥미로운 반응기구를 제안하고 있는데 관련 광화학연구자들의 일독을 권한다.

저자: Tatsuya FUJINO, Tahei TAHARA
자료유형: 학술정보